人教版高中生物必修二《孟德尔的豌豆杂交实验一》教案.docx

人教版高中生物必修二《孟德尔的豌豆杂交实验一》教案.docx

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人教版高中生物必修二《孟德尔的豌豆杂交实验一》教案

孟德尔的豌豆杂交实验

（一）

【教材分析】

“孟德尔的豌豆杂交实验

（一）”是人教版高中生物教材《遗传与进化》第1章第1节的内容，本节作为“遗传与进化”模块的开篇，引导学生探索遗传的奥秘。

由于是开篇，有很多琐碎的概念、专业名词等需要交代。

教材就以孟德尔的探索历程为主线，把这些内容都串起来了。

但是如何合理的安排，将这些零散的基本概念和专业名词适时的介绍给学生，是需要大动脑筋的。

另外，教材中突出科学史和科学研究方法的教育，教师在教学过程中，需要想办法提炼隐含在本节教学中的科学研究方法，于无声处让学生了解生物学研究的基本方法。

让学生体会科学研究的过程始于发现问题，止于解决问题和得出结论，科学研究中如果假说不成立，则重新提出假说。

为了加深学生对遗传因子的分离和配子随机结合和数量关系的理解，体验孟德尔的假说，教材安排了模拟实验，通过模拟实验，让学生充分体验假说的正确性。

【学情分析】

生物性状随处可见，关于遗传的谚语也很多，比如老鼠生的儿子会打洞。

在此基础上，学生很容易理解孟德尔豌豆杂交实验中后代的性状表现。

另外，学生初中学习过的知识，对本节的学习也有一定程度的影响。

比如学生在初中初步解决了基因与生物个体性状的关系为；学习了显性基因和隐性基因，显性性状和隐性性状等知识，初步解决了相对性状和成对的基因之间的关系问题。

另外，学生的数学知识，特别是二项式幂的展开式知识，也是学习本章内容不可缺少的基础。

学生经过一学期的生物学学习，具备了一定的生物学知识基础，实验设计能力、分析能力也有了一定程度的提高。

【教学目标】

知识与能力目标

（1）通过阅读资料、图片和观看视频，能够阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。

（2）通过小组合作探究、师生交流，尝试分析孟德尔遗传实验的科学方法。

学科素养：

（1）基础知识（孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律；孟德尔遗传实验的科学方法）；

（2）基本技能（尝试进行实验设计，体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维，培养观察能力以及搜集和处理信息的能力，提高逻辑推理的能力）；

（3）基本思想（积极参与设计实验，体验科学研究的一般方法，培养学生的理性思维和科学探究的科学素养）；

（4）基本活动经验（在探究过程中，形成乐于学习生物科学的态度，初步养成质疑、求实、创新及用于实践的科学精神和科学态度）。

【教学重点、难点】

1．教学重点：

（1）对分离现象的解释，阐明分离定律。

（2）以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。

（3）运用分离定律解释一些遗传现象。

2．教学难点：

（1）对分离现象的解释。

（2）假说法。

【教学过程流程图】

【教学过程】

步骤

教师引导行为

学生主体行为

目标说明

情景导入，介绍性状概念

先和大家做个小游戏，考眼力，请仔细观察视频中有哪几种动物出现？

我们之所以能快速的分辨这些动物，是因为我们了解这些动物的典型特征，我们把生物的形态、结构、生理特征称之为——性状。

观看视频。

——9种。

调动学生学习兴趣

图片展示，介绍相对性状概念

自然界的每种生物都有很多的性状。

我们无时无刻不在感知着、欣赏着、比较着。

比如这张照片，最吸引你眼球的是什么性状？

真是没有比较就没有伤害。

如果我们拿姚明与长颈鹿比身高，你觉得有没有意义？

如果我们拿姚明2米26的身高她近300斤的体重做比较，你觉得有没有意义？

请你们来说说什么叫相对性状？

比如身高的高和矮，体重的重和轻。

请你们小组讨论：

你还能举出哪些相对性状的例子？

观看图片，理解相对性状的概念。

——最萌身高差。

——没有。

总结：

我们通常研究的是同种生物的性状。

总结：

我们就把同一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。

小组讨论：

单眼皮、双眼皮；拇指弯曲是否超过30度等。

创设问题情境，引导学生联想和思考

引导学生积极思考，从生活经验中提取信息的能力

生物学方法论一：

观察法

非常棒，看来大家在生活中都是非常善于观察的。

你知道吗？

观察法是生物学研究的基本方法之一。

希望大家能继续保持这种善于观察的良好习惯，去发现、感知这个美好的世界。

感受体验。

激励学生在日常学习中要多观察

介绍孟德尔

科学家们也正是通过观察生物亲代和子代之间的一对相对性状，揭示了一个个的遗传规律。

提到遗传规律，我要考考大家，遗传学的奠基人是哪位科学家？

我们可以用四句话来概括孟德尔的功绩。

孟德尔的研究成功的重要原因之一，是他选择了一种合适的生物展开研究，是什么生物呢？

这是几年前我在上海科技馆拍摄的豌豆模型，这是豌豆植株，这是？

这些模型就是用来介绍我们今天要学习内容的。

让我记忆犹新的是，当时有一对母女，妈妈被年幼的女儿问的哑口无言。

希望学习了今天的内容之后，多年后的你遇到先前的情境时，能够应答自如。

——孟德尔。

——豌豆。

——种子。

实例说明，让学生重视生物学基础知识的学习，意识到努力提高自身的生物学素养，是对公民的基本要求

豌豆适合作为遗传学研究材料的原因

豌豆究竟有哪些特点，使得它适合用来做遗传学研究的材料呢？

请大家打开课本第2页到第3页，小组讨论完成活动清单上的[自主学习]内容。

最后我会请各小组派代表，汇报你们讨论的结果。

我们把自花传粉的交配方式叫做自交。

孟德尔经过仔细观察，从34个豌豆品种中选择了7对相对性状进行实验。

阅读课本第2页到第3页。

小组讨论完成活动清单上的[自主学习]内容。

汇报内容：

豌豆——自花传粉、闭花受粉，自然条件下一般都是纯种（即高茎的后代都是高茎）

另外，豌豆还有易于区分的相对性状。

比如高茎和矮茎这对相对性状。

锻炼学生快速提取信息的能力

锻炼学生的语言表达能力

认识到科学研究要经历从特殊到一般的过程

孟德尔杂交实验

这节课，我们就以豌豆的高茎和矮茎为例来学习孟德尔的豌豆杂交实验。

依据豌豆自花传粉的特点，请你推测在自然状态下，这株高茎豌豆的后代表现为什么性状？

它的后代呢？

这样持续下去，子代和亲代比，性状并没有改变，如何规律遗传，怎么办？

——高茎。

后代也还是高茎。

——设计实验呀。

提高分析能力，认识到科学研究是靠实验开路的

生物学方法论二：

实验法

实验能人为的控制、干预研究对象，揭示隐藏的奥秘。

孟德尔就巧妙的设计了人工异化传粉的实验。

感悟

认识到实验法是生物学研究的基本方法

异化传粉过程

请大家参考课本第3页图1—2，小组讨论异化传粉的过程，完成活动清单上的[合作探究]。

汇报前先说明一下，我们把异化传粉的交配方式称为杂交。

去雄是在什么时期，传粉时在什么时期？

为什么要套袋？

阅读课本第3页图1—2，小组讨论。

介绍异化传粉的基本步骤。

去雄→套袋→传粉→套袋

——未成熟时。

——成熟时。

——防止外来花粉的干扰

锻炼交流合作、提取信息的能力

提高分析推理能力

高茎和矮茎为例介绍杂交实验

了解了基本方法，我们来看一下具体实施过程，孟德尔让高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，那么高茎和矮茎在前后代中充当的角色是——亲本：

P。

去雄的是？

提供花粉的是？

他们的后代，也就是子一代：

F1，这个F1可能表现为什么性状呢？

请你大胆的猜测一下子代的性状表现可能与什么因素有关呢？

这个大胆的猜想到底正确与否，如何证明？

请你们小组讨论一下如何设计实验？

孟德尔也是这么设计的对照实验，这两组实验我们相互称为正交、反交实验，反交实验的结果如何呢？

请看看。

实验结果说明什么问题？

通过刚才的正反交实验，我们看到不管高茎豌豆做母本还是父母，子一代全为高茎，那矮茎去哪里了呢？

再请大家小组讨论，猜测一下，有哪些可能性？

哪种猜测正确呢？

怎么办？

如何设计实验呢，孟德尔让子一代自交得到了子二代（用F2表示），F2代性状表现如何呢？

子二代的性状表现说明了什么？

孟德尔把这种在F1代中隐藏起来的性状叫做隐性性状，比如矮茎；而在F1中显现出来的性状，叫做显性性状，比如高茎。

亲本的隐性性状和显性性状在F1中汇合，孟德尔就形象的把F1代称为杂种。

又把在杂种后代中，同时出现显性

性状和隐性性状的现象叫做性状分离。

——母本

——父本

——都是高茎

——子代的性状与母本相同。

——设计实验

——交换一下，高茎豌豆做父本，矮茎豌豆做母本。

——依然是高茎。

——说明子代的性状表现

并不是与母本相同。

小组讨论。

——隐而未现

——彻底消失

——做实验。

——高茎和矮茎又同时出现了

——子一代中矮茎没有消失，而是隐而未现。

引导学生大胆的想象，让学生认识到猜想也是科学研究的方法之一

培养学生的实验设计能力

认识到假说可能会不成立

再次认识到大胆猜想在科学研究中的重要性

认识到假说成立与否，得靠实验验证

提升学生的实验分析能力

性状分离现象的解释

对于性状分离现象的发生，孟德尔又是如何解释的呢？

请大家观看视频，寻找答案。

根据视频中的介绍，孟德尔认为，性状由什么控制？

由于相对性状有显性和隐性两种，孟德尔就猜测遗传因子也有两种。

孟德尔选择用大写字母比如D表示显性遗传因子，它应该控制显性性状；用相应的小写字母比如d表示隐性遗传因子，它应该控制隐性性状。

这两种遗传因子是如何遗传给后代并且控制生物性状的呢？

小组讨论：

孟德尔的观念和当时盛行的观念有什么不同？

观看视频。

——遗传因子。

——当时盛行的观念是：

混合遗传。

——孟德尔全新的观念是：

独立遗传/颗粒遗传。

提升学生提取有效信息的能力

生物学方法论三：

物理化学法

孟德尔这个全新观念的产生，正是受了化学家道尔顿原子学说的影响，说物理化学方法也经常会被用到生物学研究中来。

感悟

认识到物理化学方法，也可以应用到生物学研究中来，引导学生学会跨学科思考问题

孟德尔对性状分离现象的进一步解释

孟德尔在这种全新的观念的引导下，进一步对F2进行了研究，他发现在F2——1000株左右的豌豆中，787株是高茎，277株是矮茎，比例约为3:

1，那么3:

1的性状分离比究竟是偶然还是必然呢？

孟德尔还对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，得到了这样的结果，那么你说3：

1是必然的还是偶然的。

并且我们比较后发现，这两组数据最接近3:

1。

请你观察一下这些数据，分析为什么这两组最接近？

——3：

1是必然的

——数量多

认识到统计学方法在此处的应用

科学研究要从特殊到一般

生物学方法论四：

数学方法

数据越大越接近3:

1，其实这一次，孟德尔又将数学的统计学方法引入到他的研究中来了。

认识到数学方法是科学研究的基本方法，数学是一门工具学科

孟德尔对分离现象的进一步解释

这样看来3：

1的性状分离比不是偶然现象，3：

1的背后，又隐藏着什么样的秘密呢？

怎么办？

孟德尔让F2代所有的矮茎豌豆自交，收集每株矮茎豌豆的种子，单独播种成行，他发现矮茎豌豆的后代全为矮茎，这说明什么？

在这里我们观察的是F3代的性状，但是揭示的却是哪一代的奥秘？

那么高茎豌豆又如何呢？

孟德尔让F2所有的高茎豌豆自交，收集每株高茎豌豆的种子也就是F3，单独播种成行，结果如何呢？

在孟德尔所研究的100株F2高茎豌豆中，他发现，有28株是纯种高茎，有72株是杂种高茎，比例约为1：

2。

这个比例又是偶然还是必然呢？

怎么办？

孟德尔又对豌豆的其他6对相对性状进行了杂交实验，得到了这样的结果。

F2代所出现的1：

2：

1的比例，究竟又该如何去解释呢？

——做实验。

——F2代的矮茎豌豆都是纯种。

——F2代的高茎豌豆有些是纯种，有些是杂种。

——F2代的高茎豌豆中纯种和杂种的比是1：

2。

——对其他6对相对性状进行实验。

——1:

2的比例不是偶然，在F2代3:

1的性状分离比背后，隐藏着一个真正的比例是1：

2：

1，其中这1份是高茎纯种，2份是高茎杂种，1份是矮茎纯种。

认识到实验在科学研究中的重要性

提升逻辑推理能力

由特殊到一般

孟德尔对性状分离现象的进一步解释

孟德尔的数学造诣真的是非常的深，他再次将数学方法引入到了生物学研究中来，我知道你们的数学也很厉害，你们也可能想到的„„1：

2：

1？

你们真是太厉害了。

我们来看看孟德尔是如何将这个公式和他的杂交实验关联起来的？

1:

2:

1在哪里？

[变形1][变形2]

1:

2:

1是哪一代的比例？

DD控制的性状是？

Dd呢？

也就是当显性遗传因子和隐性遗传因子在一起的时候，听谁的？

dd呢？

高茎和矮茎的性状分离比是——3：

1，高茎中纯和杂的比1：

2，矮茎都是纯，这和刚才的实验也吻合的。

孟德尔做出这样的解释，他认为体细胞内的遗传因子有几个？

——成对存在的。

按照这个推测，那么F1的遗传因子组成也可以变形成Dd。

那么这样的F1，是如何产生F2的呢？

比如：

如何产生DD？

请你们小组讨论一下。

也就是说成对的遗传因子先要分离——遗传因子分离。

之后还要结合。

能出现这三种1：

2：

1的遗传因子组成，说明他们之间的结合是随机的。

——完全平方公式

——F2代。

——高茎。

——高茎

——显性遗传因子

——矮茎矮

——2个

小组讨论。

——成对的遗传因子传递给下一代时只传递一个，随后还要再结合。

引导学生尝试也用自己所学的数学知识解释生物学问题

培养学生的逻辑推理能力

培养学生的逻辑推理、表达能力

生物方法论五：

假说方法

至此，孟德尔对性状分离现象已经做出了最好的解释。

在当时那个根本不知道遗传因子是什么的时代，这些解释都是他跨越时空的猜想，我们把他的解释称之为假说。

孟德尔认为遗传因子的分离发生在形成配子过程中，随机结合发生在受精过程中。

训练学生的思辨能力

模拟实验

接下来我们还可以通过模拟实验，来体验一下孟德尔的假说。

请小组讨论这3个问题：

小桶分别模拟的是什么？

小球内的彩球代表什么？

除了颜色，你还关注了小球哪些方面的特征？

观察员、抓球员、摇桶员、记录员的操作顺序及任务。

补充一点，记录员还需要到我的电脑中来录入数据。

好，都清楚了，我们开始进行实验，看哪一组模拟的次数先达到50次，就上来计数。

值得一提的是，我们的模拟实验进行的很开，不到3分钟我们就收集到了这么多组数据。

但是孟德尔的实验一做就是八年，一种就是上千株豌豆。

所以科学研究是一份漫长、艰辛又要耐得住寂寞的工作。

请问我们刚才的模拟实验模拟的是什么过程？

实验中某抓球员没有及时将小球放回小桶，请问对实验结果有什么影响，为什么？

小组讨论

——雌雄生殖器官。

——两种颜色的小球代表配子，分别代表的是D、d两种遗传因子。

——数量，每个小桶内有两种颜色为1：

1的小球。

——摇桶员——抓球员（小球放回去）——观察员——记录员（以正字记录）。

模拟实验。

统计数据。

——雌雄配子的随机结合过程。

——因为不能产生1：

1的两种配子了。

培养学生的分析能力

体验孟德尔假说的正确性。

深刻体会科学研究的艰辛。

归纳总结假说内容

我们通过模拟实验体验了孟德尔的假说，接下来请大家根据今天所学的内容完成活动清单中的归纳总结部分。

学生自行完成

培养学生内化知识的能力

结语

通过总结，我们对孟德尔的假说有了更深刻的认识，孟德尔这个跨越时空的猜想，用到了生物学研究中的众多方法，是把数学、物理、化学知识和方法融进生物理论的结晶。

猜想有一天总会被证实，而他的工作，却永远在继。

科学探究永无止境，未来还有无限可能，未来靠谁？

——我们

激励学生认识到科学研究的重要性，勇于承担社会责任

【教学反思】

本节课在引入新课时选择了一个小游戏，充分调动了学生学习的积极性。

使学生快速的融入了课堂。

将本节课涉及到的生物学方法论，都进行了提炼，让学生更加明确了生物学研究的基本方法。

适当的把握机会，让学生认识到提高生物学核心素养的重要性，比如上海科技馆的例子。

问题设置的梯度合理，引导比较到位，对预设之外的生成的处理也比较恰当，用概念图的形式组织板书。

这些都是本节课处理的比较好的部分。

遗憾之处在于，讲解的还是比较多，有些内容处理过于简单，部分语言组织不够流畅，稍显啰嗦。